JPH02256977A - 流量制御弁 - Google Patents

流量制御弁

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Publication number
JPH02256977A
JPH02256977A JP1079931A JP7993189A JPH02256977A JP H02256977 A JPH02256977 A JP H02256977A JP 1079931 A JP1079931 A JP 1079931A JP 7993189 A JP7993189 A JP 7993189A JP H02256977 A JPH02256977 A JP H02256977A
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JP
Japan
Prior art keywords
rotor
shaft
valve
motor
coil spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1079931A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenzo Iwata
岩田 健三
Takashi Nagai
隆 長井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aisan Industry Co Ltd
Original Assignee
Aisan Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Aisan Industry Co Ltd filed Critical Aisan Industry Co Ltd
Priority to JP1079931A priority Critical patent/JPH02256977A/ja
Publication of JPH02256977A publication Critical patent/JPH02256977A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/52Systems for actuating EGR valves
    • F02M26/53Systems for actuating EGR valves using electric actuators, e.g. solenoids
    • F02M26/54Rotary actuators, e.g. step motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、例えば、内燃機関における排気ガス再循環バ
ルブ(以下、EGR弁と略称する)等に使用され、リニ
ア形のモータにより駆動される流量制御弁に関する。
〈従来の技術シ 例えば、自動車等の内燃機関において、排気ガスのエミ
ッションの改善、つまりNOxの発生を抑制するために
、その運転状態に応じて排気ガスを吸気中に最適に再循
環させ、急激な燃焼を抑えるEGR弁が広く使用されつ
つあり、また、その排気ガス再循環量をより正確に制御
するために5モータ(ステップモータ)駆動形のEGR
弁が開発されている(特開昭6l−)6フ48号公報等
参照)。
このモータ駆動形のEGR弁は、一般にモータのロータ
に設けた内孔にシャフトを螺合させ、ロータの回転によ
って、シャフトを軸方向に駆動するリニア形のモータを
本体上部に取付け、そのモータのシャフトに弁軸を連結
させ、本体下部内に設けた弁孔を弁軸上の弁の昇降によ
り開閉して流量を制御する構造である。
〈発明が解決しようとする課題〉 この種のEGR弁は、ロータ内孔のめねじとシヤフト外
周のおねじとの螺合部において生じる僅かな隙間により
、バックラッシュが発生し、制御する弁開度の精度上悪
影響を与える。このため、ねじ部のバックラッシュを防
止するために、シャフトを何れかの方向に常時付勢する
コイルばねがシャフトの先端部分等に設けられている。
従って、EGR弁のモータは、コイルばねの付勢力に抗
した方向にシャフトを駆動する場合、コイルばねの付勢
力に打ち勝つ駆動力を発生しなければならず、そのコイ
ルばねのばね力が大きい場合には、比較的大形のモータ
を使用せざるを得ない課題があった。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので
、より小形のモータを使用して弁の開度な正確に制御す
ることができるリニア形モータ駆動式の流量制御弁を提
供することを目的する。
く課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために、本発明の流量制御弁は、
モータのロータに設けた内孔にシャフトを螺合させ、そ
のロータの回転によりシャフトを軸方向に駆動するリニ
ア形のモータを備え、シャフトをその軸方向の何れか一
方に付勢するコイルばねが設けられ、シャフトに連結さ
れた弁軸を軸方向に移動させて弁の開度を制御する流量
制御弁において、コイルばねの付勢方向と反対方向に前
記シャフトを付勢する回転方向に、モータのロータを付
勢するぜんまいばねを、千−夕内に設けて構成される。
〈作用〉 この流量制御弁は、例えば、シャフトをその先端方向く
弁閉鎖方向)に付勢するバックラッシュ防止用のコイル
ばねが設けられている場合、弁を開く方向に制御する際
、そのロータを所定方向に回転させる。すると、ロータ
の回転によりねじ部を介してシャフトがその末端方向に
コイルばねの付勢力に抗して移動する。この時、ロータ
はぜんまいばねによって付勢される方向に回転するため
、コイルばねの付勢力に抗してシャフトを移動させるに
も拘らず、ロータの回転駆動力はより少なくてすみ、小
形のモータで充分弁を開方向に移動させることができる
。一方、弁のrJj鎖方肉方向−タを回転させてシャフ
トを移動させる場合、ぜんまいばねの付勢力に抗してロ
ータを回転させることになるが、コイルばねがシャフト
を弁の閉鎖方向に付勢しているため、ロータはそれ程大
きな回転駆動力を必要とせず、小形のモータで充分弁を
閉鎖方向に移動させることができる。
〈実施例〉 以下1本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
m1図は本発明を適用したリニア形ステップモータ駆動
式のEGR弁の断面図を示している。このEGR弁は、
ステップモータ1の下部にバルブ部2が一体的に取付け
られて形成される。
多段状筒形で上下に分割結合されたそ一タハウジング1
0内には、ステータコイル11が巻装され、その内側に
ロータ12が玉軸受13,14を介して回転自在に嵌挿
されている。
ロータ12の外周部には磁石部12aが設けられ、ステ
ータコイル11と磁石部12a間には僅かな鐘間が形成
されている。ロータ12の内周部にはめねじ部12bが
設けられ、おねじ部15aを外周に形成したシャフト1
5が、その内周部に螺合するように挿入される。このシ
ャフト15は、その回転を阻止されながら軸方向に移動
可能に支持され、ロータ12の回転によってその軸方向
に移動する構造である0例えば、ロータ12がその平面
視における反時計方向に回転したとき、シャフト15は
第1図の下方つまりシャフトの先端方向に移動し、逆に
ロータ12がその平面視における時計方向に回転したと
き、シャフト15は第1図の上方つまりシャフトの末端
方向に移動するロータ12から下方に突き出したシャフ
ト15の先端に、ばね座を兼ねた連結部1フが固定され
この連結部17とハウジングとの間にシャフト15を下
方に付勢する(後述する弁を閉鎖する方向に付勢する)
コイルばね18が上記ねじ部のバックラッシュを防止す
るために設けられる。
一方、モータハウジング10の下部にバルブハウジング
20が固定され、このバルブハウジング20内に、弁体
21を先端に固定した弁軸19が上下動可能に支持され
、弁軸19の上端に固定したフランジが上記連結部17
の下部に係合されるまた、連結部17内に小コイルばね
23が、そのフランジを連結部下部に押し付けるように
、つまり下方に付勢して配設され、弁閉鎖時における弁
体の緩衝とがたつぎを防止している。
さらに、モータハウジング!0の上部内にぜんまいばね
24が、モータのロータ12をその平面視における時計
方向に付勢するように、つまりコイルばね18の付勢力
によりシャフト15を介してロータ12が受ける回転方
向の力と反対方向に付勢するように配設される。
このぜんまいばね24は、口―り12がその平面視にお
ける時計方向に回転して、シャフト15を第1図の上方
、つまりコイルばね18の付勢力に抗してシャフトの末
端方向(開弁方向)に移動させる際、ロータ12の回転
力を補助するために使用されるばねであり、ぜんまいば
ね24のばね力だけで、ロータ12をその平面視におけ
る時計方向に回転し得るような大きなばね力を有するも
のではない、ぜんまいばね24のばね力を大きくすると
、ロータ12がぜんまいばね24の付勢方向と反対方向
(平面視における反時計方向)に回転する際、モータに
大ぎな駆動力が必要となってしまうからである。従うで
、ぜんまいばね24のばね力は、ロータ12の両回転方
向において、モータがそれ程大きな駆動力を必要とせず
に回転し得るように、適当に設定される。
バルブハウジング20内には排気ガスの流路が形成され
ると共に、弁体21が閉鎖する弁孔22が設けられる。
また、バルブハウジング内には排気ガス再循環用の通路
と接続する接続部が設けられ、内燃機関への装着時、そ
の接続部は図示しないインテークマニホルドの一部、及
びニゲシーストマニホールドに接続された排気ガス再循
環通路に接続される。
次に、上記EGR弁の動作を説明する。
第1図のように、弁の閉鎖状態から弁を開く場合、ステ
ップモータ1はそのロータ12を平面視における時計方
向に回転させる。このとき、コイルばね18の付勢力に
抗してシャフト15を上方(開弁方向)に移動させるよ
うロータ12は回転するが、この状態では、ぜんまいば
ね24が常にロータ12を時計方向に付勢しているため
、ステップモータ1はそれ程大きな駆動力を必要とせず
にロータ12を回転させることができる。これにより、
シャフト15は上方に移動し、弁軸19の下端の弁体2
1が上昇し、弁が開かれる。
一方、弁が開いた状態から弁を閉じる場合、ステップモ
ータ1はそのロータ12を平面視における反時計方向に
回転させる。このとき、ロータ12は、ぜんまいばね2
4の付勢力に抗してこのばねをねじり込むように回転す
るが、シャフト15がコイルばね18により下方の閉弁
方向に付勢され、シャフトのねじ部を介してロータ12
が反時計方向に付勢力を受けるため、ロータ12はそれ
程大きな駆動力を必要とせずに回転する。このロータ1
2の反時計方向への回転により、シャフト15は下方に
移動し、弁体21が弁孔22を閉鎮する。
第2図はEGR弁の他の実施例を示し、ここでは、上記
のコイルばね18に代えて、シャフトを上方(開弁方向
)に付勢するコイルばね32を設けている。なお、上記
のEGR弁と同様な部分は同じ符合を付してその説明を
省略する。
このEGR弁のシャフト15の先端には、ばね座を兼ね
た連結部31が固定され、この連結部31とハウジング
との間に、シャフト15を上方(弁を開く方向)に付勢
するコイルばね32がねじ部のバックラッシュ防止用に
配設されている。そして、モータハウジング10の上部
にはぜんまいばね33が、ロータ12を反時計方向に付
勢するように配設される。
閉鎖状態から弁を開く場合、ステップモータはそのロー
タ12を平面視における時計方向に回転させる。このと
き、ロータ12は、ぜんまいばね33の付勢力に抗して
このばねをねじり込むように回転するが、シャフト15
がコイルばね32により上方の開弁方向に付勢され、シ
ャフトのねじ部を介してロータ12が時計方向に付勢力
を受けるため、ロータ12はそれ程大゛きな駆動力を必
要とせずに回転する。このロータ12の反時計、方向へ
の回転により、シャフト15は上方に移動し、弁が開か
れる。
一方、弁を閉じる場合、モータはそのロータ12を反時
計方向に回転させる。このとき、ロータ12は、コイル
ばね32の付勢力に抗してシャフト15を下方(閉弁方
向)に移動させるよう回転するが、この状態では、ぜん
まいばね33が常にロータ12を反時計方向に付勢して
いるため、ステップモータはそれ程大きな駆動力を必要
とせずにロータ12を回転させることができる。これに
より、シャフト15は下方に移動し、弁が閉じられる。
〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の流量制御弁によれば、モ
ータのロータに設けた内孔にシャフトを螺合させ、その
ロータの回転によりシャフトを軸方向に駆動するリニア
形のモータを備え、シャフトをその軸方向の何れか一方
に付勢するコイルばねが設けられ、シャフトに連結され
た弁軸を軸方向にB動させて弁の開度を制御する流量制
御弁において、コイルばねの付勢方向と反対方向に前記
シャフトを付勢する回転方向に、モータのロータを付勢
するぜんまいばねを、千−夕内に設けたから、コイルば
ねの付勢力に抗してシャフトを移動させるにも拘らず、
ロータの回転駆動力はより少なくてすみ、小形のモータ
で充分弁を移動させることができる。また、ぜんまいば
ねの付勢力に抗してロータを回転させる場合、コイルば
ねがシャフトを付勢する力がねじ部を介してロータの回
転方向に作用するため、ロータはそれ程大きな回転駆動
力を必要とせず、制御弁作動用のモータを小形化でき、
消費電力も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示すEGR弁の断面図、 第2図は他の実施例のEGR弁の断面図である12・・
・ロータ、 15−・・シャフト、 18・・・コイルばね、 21−・・弁体、 24・・・ぜんまいばね。 第11I 特  許  出  願  人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 モータのロータに設けた内孔にシャフトを螺合させ、該
    ロータの回転により該シャフトを軸方向に駆動するリニ
    ア形のモータを備え、該シャフトをその軸方向の何れか
    一方に付勢するコイルばねが設けられ、該シャフトに連
    結された弁軸を軸方向に移動させて弁の開度を制御する
    流量制御弁において、 前記コイルばねの付勢方向と反対方向に前記シャフトを
    付勢する回転方向に、前記モータのロータを付勢するぜ
    んまいばねが、モータ内に設けられたことを特徴とする
    流量制御弁。
JP1079931A 1989-03-30 1989-03-30 流量制御弁 Pending JPH02256977A (ja)

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JP1079931A JPH02256977A (ja) 1989-03-30 1989-03-30 流量制御弁

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JP1079931A JPH02256977A (ja) 1989-03-30 1989-03-30 流量制御弁

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JP (1) JPH02256977A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0701053A3 (en) * 1994-09-09 1996-05-22 Gen Motors Corp Actuator for an exhaust gas recirculation valve
WO2001061225A1 (en) * 2000-02-18 2001-08-23 Hitachi, Ltd. Motor type flow control valve and method of manufacturing the flow control valve
JP2017040294A (ja) * 2015-08-19 2017-02-23 アドバンス電気工業株式会社 小型電動モータ弁

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